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Muros de contención: clasificación y uso

En algunos proyectos civiles, es común que existan diferencias de cota entre sectores del terreno. Tales diferencias pueden resolverse mediante el perfilamiento de un talud, con cierta inclinación que asegure su estabilidad; o mediante una estructura de contención vertical o cuasi-vertical, cuando existan limitaciones de espacio físico. Estas últimas estructuras son conocidas como muros de contención, y constituyen elementos fundamentales para asegurar la funcionalidad de muchos proyectos.

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¿Qué es un muro de contención?

En proyectos civiles, un muro de contención es una estructura vertical o cuasi-vertical rígida, que sirve de transición entre dos sectores de un terreno con diferentes cotas, y cuya función es controlar el movimiento predominantemente lateral del suelo. Algunas aplicaciones prácticas de muros de sostenimiento son:

 

  • Proyectos de ferrocarriles y carreteras en los que existen diferencias de cota en el terreno, y no se dispone de suficiente derecho de vía para perfilar un talud estable.
  • Estribos de puentes.
  • Sitios de construcción en terrenos inclinados, en los que es necesario conformar una superficie horizontal.
  • Estructuras marinas que sirven para el atraque de buques en muelles y puertos.
  • Estructuras para control de inundaciones.
  • Terrenos inestables, en los que la estructura de contención provee la resistencia necesaria para prevenir deslizamientos de tierra.

 

La Figura 1 muestra algunas fotografías ilustrativas de estas aplicaciones prácticas.

 

 

Figure 1 Ejemplos de estructuras de contención (Fuente: recopilado de www.google.com).

El procedimiento a seguir en el proyecto de muros de sostenimiento consiste, como en el caso de muchos otros tipos de estructura, en la repetición sucesiva de dos pasos: 1) la selección tentativa de las dimensiones de la estructura; y 2) el análisis de la estabilidad de la misma frente a las fuerzas que la solicitarán. En caso de que el análisis indique que la estructura no es satisfactoria, se alteran las dimensiones y se efectúa un nuevo análisis (Terzaghi, 1955).

Clasificación de estructuras de contención

Las estructuras de contención pueden agruparse en dos grandes ramas: los sistemas de contención estabilizados externamente (aquellos que soportan los empujes de tierra mediante su propio peso o rigidez),y los sistemas estabilizados internamente (aquellos que proveen un refuerzo al terreno para asegurar su estabilidad). La Figura 2 resume los principales tipos de muros, según O´Rourke & Jones (1990).

Figure 2 Clasificación de estructuras de contención de tierra (Fuente: adaptado de O´Rourke & Jones, 1990).

Sistemas de contención estabilizados externamente

Como ya se mencionó, los sistemas de contención estabilizados externamente, son aquellos los cuales la carga debida al empuje de tierra, es resistida por el peso propio y la rigidez de la estructura de contención. Básicamente, estamos hablando de muros de gravedad y muros construidos in situ (gravity walls y in situ walls, según la Figura 2).

 

La Figura 3 agrupa los muros de gravedad más comúnmente encontrados en la práctica, mientras que la Figura 4 muestra los muros in situ, incluyendo las principales características de cada uno.

Figure 3 Muros de gravedad.

Figura 4 Muros construidos in situ.

Sistemas de contención estabilizados internamente

Los sistemas de contención estabilizados internamente, son aquellos que proveen un refuerzo al terreno para estabilizarlo. Este tipo de sistemas fueron desarrollados a partir de la década de 1960 del siglo XX, y pueden ser agrupados en dos categorías: suelos reforzados y refuerzo in situ.

 

El suelo es un material que resulta fuerte trabajando a compresión, pero no presenta prácticamente ninguna resistencia a la tensión. De esta manera, la inclusión de miembros reforzados trabajando a tensión en el suelo, puede incrementar significativamente su resistencia. El resultado es un suelo estabilizado mecánicamente.

 

Usualmente, este tipo de solución incluye la colocación de paneles, aún cuando el principal efecto estabilizador lo aportan los elementos trabajando a tensión, formando así un tipo de muro de contención. Los muros de tierra armada son el ejemplo típico de este tipo de muro. Este tipo de estructuras emplean tiras de acero galvanizado, unidas a paneles de concreto pretensado, tal como se observa en la Figura 5.

Existen otros métodos similares que también se emplean para este tipo de estructuras. Los elementos de refuerzo pueden consistir en tiras de acero, geotextiles, o mallas metálicas. Los paneles pueden ser de concreto pretensado, bloques de concreto, gaviones, y otros materiales.

 

Por otro lado, los suelos reforzados in situ incluyen elementos de refuerzo insertados en la masa de suelo, en lugar de ir colocándolos durante la conformación del relleno, como en el caso de los muros de tierra armada.

 

Un muro reforzado in situ es el muro claveteado (soil nailling), el cual consiste en la perforación de orificios cuasi-horizontales, dentro de los cuales se coloca acero de refuerzo (típicamente barras de acero o cabillas) y, posteriormente, son rellenados con grout. En ocasiones, el muro es cubierto por concreto proyectado, tal como se observa en la Figura 6.

Este tipo de estructuras no requieren trabajos de excavación, por lo que constituyen una solución muy útil para proyectos donde el espacio es limitado.

References

  • Coduto, D. (2001) “Foundation Design: Principles and Practices”. Second Edition. Prentice Hall. New Jersey, USA.
  • O´Rourke, T. & Jones, C. (1990) “Overview of Earth Retention Systems”. Proceeding Paper. Part of Design and Performance of Earth Retaining Structures. Ithaca, New York, USA.

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